C ++ чтение 16-битного файла Wav

Здесь есть несколько проблем:

• 8-битные WAV-файлы без знака, но 16-битные WAV-файлы со знаком. Следовательно, шаг вычитания, указанный в ответах Карла и Джея, не нужен. Я предполагаю, что они просто скопировали из вашего кода, но они ошибаются.
• 16-битные волны имеют диапазон от -32 768 до 32 767, а не от -256 до 255, что в любом случае делает умножение, которое вы используете, неверным.
• 16-битные WAV-файлы - это 2 байта, поэтому вы должны прочитать два байта, чтобы сделать одну выборку, а не одну. Кажется, вы читаете по одному символу за раз. Когда вы читаете байты, вам, возможно, придется поменять их местами, если ваш собственный порядок байтов не является прямым порядком байтов.

Предполагая архитектуру little-endian, ваш код будет выглядеть примерно так (очень близко к ответу Карла):

for (int i = 0; i < size; i += 2)
{
    int c = (data[i + 1] << 8) | data[i];
    double t = c/32768.0;
    rawSignal.push_back(t);
}

для архитектуры с прямым порядком байтов:

for (int i = 0; i < size; i += 2)
{
    int c = (data[i] << 8) | data[i+1];
    double t = c/32768.0;
    rawSignal.push_back(t);
}

Этот код не протестирован, поэтому, пожалуйста, LMK, если он не работает.

(Прежде всего, о прямом порядке байтов / обратном порядке байтов. WAV - это просто формат контейнера, данные, закодированные в нем, могут быть в бесчисленных форматах. Большинство кодеков работают без потерь (MPEG Layer-3, также известный как MP3, да, поток может быть «упакован» в WAV, различные CCITT и другие кодеки). Вы предполагаете, что имеете дело с каким-то форматом PCM, в котором вы видите реальную волну в формате RAW, для него не было выполнено преобразование без потерь. Порядок байтов зависит от на кодеке, создавшем поток. порядок байтов параметров формата гарантирован в файлах RIFF WAV?)

Также возникает вопрос, является ли один образец PCM в линейном масштабе дискретизированным целым числом или за ним стоит какое-то масштабирование, логарифмическая шкала или другое преобразование. Обычные файлы WAV PCM, с которыми я сталкивался, были простыми семплами в линейном масштабе, но я не работаю в звукозаписывающей или производственной индустрии.

Итак, путь к вашему решению:

1. Убедитесь, что вы имеете дело с обычным файлом RIFF WAV с кодировкой 16 бит PCM.
2. При чтении потока всегда считывайте два байта (char) за раз и преобразуйте два символа в 16-битный короткий. Люди показали это до меня.
3. Форма волны, которую вы показываете, ясно указывает на то, что вы либо неправильно оценили частоту (или у вас только один монофонический канал вместо стерео). Потому что частота дискретизации (44,1 кГц, 22 кГц, 11 кГц, 8 кГц и т. Д.) Так же важна, как и разрешение (8 бит, 16 бит, 24 бит и т. Д.). Может быть, в первом случае у вас были стереоданные. Вы можете читать это как моно, вы можете этого не замечать. Во втором случае, если у вас есть монофонические данные, у вас закончатся сэмплы на полпути к чтению данных. Судя по вашим графикам, именно это и происходит. Кстати о другой причине: более низкое разрешение дискретизации (а 16 бит также ниже) часто сочетается с более низкой частотой дискретизации. Так что, если ваши входные данные - это время записи, и вы думаете, что у вас есть данные с частотой 22 кГц, но на самом деле это всего лишь 11 кГц, тогда вы снова выйдете на полпути от фактических сэмплов и прочитаете мусор в памяти. Так что либо одно из этих.

Убедитесь, что вы правильно интерпретируете и обрабатываете переменную итератора цикла и размер. Кажется, размер говорит о том, сколько у вас байтов. У вас будет ровно вдвое меньше коротких целочисленных выборок. Обратите внимание, что решение Бьорна правильно увеличивает i на 2 из-за этого.

Мой рабочий код

int8_t* buffer = new int8_t[size];
/*
  HERE buffer IS FILLED
*/
for (int i = 0; i < size; i += 2)
{
    int16_t c = ((unsigned char)buffer[i + 1] << 8) | (unsigned char)buffer[i];
    double t = c/32768.0;
    rawSignal.push_back(t);
}

16-битное количество дает вам диапазон от -32 768 до 32 767, а не от -256 до 255 (это всего 9 бит). Использовать:

for (int i = 0; i < size; i += 2)
{
    c = (data[i + 1] << 8) + data[i]; // WAV files are little-endian
    double t = (c - 32768)/32768.0;
    rawSignal.push_back(t);
}

Возможно, вам захочется чего-то большего:

uint16_t c;
for(unsigned i=0; (i < size); i++)
{
   // get a 16 bit pointer to the array
   uint16_t* p = (uint16_t*)data;
   // get the i-th element
   c = *( p + i );
   // convert to signed? I'm guessing this is what you want
   int16_t cs = (int16_t)c;
   double t = (cs-256)/256.0;
   rawSignal.push_back(t);
}

Ваш код преобразует 8-битное значение в значение со знаком, а затем записывает его в беззнаковую переменную. Вы должны посмотреть на это и понять, хотите ли вы этого.